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Composição química do leite Maressa Caldeira Morzelle
Doutora em Ciência e Tecnologia de Alimentos ESALQ/USP
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ”
DEPARTAMENTO DE AGROINDÚSTRIA, ALIMENTOS E NUTRIÇÃO
LAN 2690 – LATICÍNIOS
Piracicaba – SP
Agosto, 2016
Definição do ponto de vista biológico
Leite é o produto integral obtido da ordenha total e ininterrupta de fêmeas mamíferas
sadias, bem alimentadas e tratadas, exceto entre o período de 30 dias antes e 10 dias
após o parto.
Leite: o primeiro alimento
Domesticação dos animais → leite para todas as idades!
O QUE TEMLEITE
Água, proteínas, lipídeos,
carboidratos, sais minerais,
enzimas, vitaminas
Composição química do leite
Formado por substâncias químicas complexas
Lipídeos → emulsão
Proteínas e matéria mineral → coloide
Lactose, minerais e proteínas solúveis → solução verdadeira
Composição química do leite
Conhecimento da bioquímica do leite e de seus subprodutos é essencial ao profissional da área de alimentos
MP altamente flexível → produção de milhares de produtos lácteos em todo o mundo com as mais variadas cores, sabores e formatos
1400 variedades de queijo
Composição química do leite
Composição química facilmente alterável com a alimentação, raça, individualidade do animal, época de gestação e fase da ordenha
Principal alteração → fração lipídica e proteica
Composição química do leite em diferentes espécies
Crescimento do recém-nascido e composição do leite
Durante a gestação → feto recebe os nutrientes necessários ao seu desenvolvimento via placenta
Após o parto → criança pode ser nutrida exclusivamente ou, basicamente, pelo leite materno
Composição química do leite → reflexo das necessidades metabólicas para o crescimento do recém-nascido
Fonte: http://rbi.fmrp.usp.br/nutricao/BIOQUIMICA_DO_LEITE.pdf
Leite bovino 83% da produção total global de leite em 2010
+ consumido no Brasil e na Europa
Composição química do leite em várias raças bovinas
Fatores metabólico-nutricionais que afetam a composição do leite
1. Fatores meio-ambientais
2. Fatores intrínsecos aos animais
Nutrição (composição da dieta)
Tipo de alimentação (pastagem, ração, suplementos)
Manejo (nível de produção)
Época do ano
Fatores genéticos
Fatores sanitários
Grau de adaptação metabólica
Período da lactação
Água
Principal constituinte do leite
68% (rena) a 91% (burro), dependendo da espécie
Sólidos do leite estão dissolvidos ou suspendidos na água
Atividade de água é alta (0,993) → produto altamente perecível
Remoção da água ↑ shelf life (leite em pó)
Água
Adição de água ao leite é FRAUDE
Método antigo usado em pequenas propriedades rurais para ↑ rendimento
Pagamento é feito pela quantidade de leite entregue (L)
Trabalho desenvolvido por
Eliel Nunes da Cruz e
Esmeralda Paranhos dos
Santos - UFPB
Carboidratos Lactose → principal carboidrato do leite
50% da matéria sólida
Dissacarídeo
Glicose + Galactose unidas por ligação β entre o carbono 1 da galactose e o 4 da glicose
Lactose – envolvida na absorção de Ca, Mg, P e na utilização da vitamina D
Corresponde a 30% da energia do leite bovino, 40% do leite humano, 53-66% do leite de equinos
Concentração varia de 0 (foca) a 10% (alguns macacos)
Leite bovino → 4,8%
Leite materno → 7%
Concentração (em cada animal) varia pouco
Carboidratos
Carboidratos Apresenta dois anômeros → α e β → apresentam diferenças entre si
Ponto de vista funcional → diferenças importantes são relacionadas a cristalização e solubilidade
Cristalização → α-lactose se cristaliza na forma monohidratada enquanto β-lactose é anidra. Na forma cristalizada a α-lactose apresenta 5% de água e consequentemente maior rendimento quando comparado a β-lactose
Solubilidade → ↑ β-lactose
20ºC → α-lactose (7g/100mL) e β-lactose (50 g/100 mL)
Para equilíbrio de solução aquosa devem estar na proporção 37:63 - α-lactose:β-lactose
Apresenta baixa doçura (1/5 da sacarose) → inviabiliza seu uso como edulcorante na IA
Papel chave na obtenção de produtos lácteos fermentados
Fermentação da lactose com produção de ácido lático → passo critico na obtenção de produtos lácteos fermentados
Concentração de lactose não é fator limitante → apenas 20% da lactose é fermentada
Carboidratos
Lactose → açúcar redutor
Reação de Maillard → características indesejáveis como escurecimento(devido a formação de melanoidinas), off-flavor e redução da qualidadenutricional das proteínas
Reação de Maillard → resíduos de lisina na molécula de caseína reage com lactose
UHT → 0-5% de perda de lisina
Pasteurização → Não foram detectadas perdas
Carboidratos
Glicose + Galactose = Lactose
Carboidratos
Lactase= Enzima que “quebra” a lactose
Carboidratos
Glicose(monossacarídeo)
Galactose(monossacarídeo)
Carboidratos
Empresas do setor de alimentos, em especial as que vendem leite e seus derivados,
descobriram um mercado que não para de crescer: o dos produtos sem lactose.
Esse segmento está sendo alavancado por:
- consumidores com incapacidade parcial ou completa de digerir o açúcar do leite e
derivados- dietas que pregam a supressão da lactose → Seja porque ajuda a emagrecer ou porque o
leite passou a ser visto, por uma corrente de médicos, como um alimento que deve ser
evitado por adultos.
[ ] lipídeos → ↑ variável de acordo com a raça, com o animal, estágio de lactação, infecção da glândula mamária, intervalo entre ordenhas e ponto durante a ordenha no qual a amostra foi coletada
Lipídeos
glóbulos de 2 a 6 µm de
diâmetro
↑ ácidos graxos livres,
mono e diacilgliceróis ↓
lipólise durante a
estocagem
+ 400 AG já foram identificados no leite bovino
↓
Apenas 13 AG estão presentes em quantidades superiores a 1%
↓
455 triacilglicerois
Lipídeos
↑ AG saturados
AGCC e ↓ AG poli-insaturados
AGCC → ácido butanoico ou butírico é formado a partir da redução do β-hidroxibutirato pelas bactérias do rúmem a partir do volumoso introduzido na
dieta do animal
Dieta tem forte relação na concentração e conteúdo de AG no leite
Lipídeos
A gordura está presente na forma de glóbulos, constituídos por um núcleo,composto principalmente de triglicerídeos, protegido por uma membranalipoprotéica chamada “Membrana dos glóbulos de gordura do leite”.
Lipídeos
MGGL → monocamada composta por lipídios polares e proteínas envolvendo a gota degordura, em seguida uma cobertura proteica e, finalmente, uma bicamada de lipídiospolares e proteínas.
Composição e estrutura da MGGL → em geral é constituída por cerca de 25% de proteínas(glicoproteínas), e 70% de lipídios (55-70% são lipídios neutros e 40% lipídios polares).
Lipídeos
Membrana dos glóbulos de gordura do leite (MGGL) → estrutura responsável pela integridade do glóbulo e por mantê-lo em estado da emulsão no leite
Propriedades tecnológicas → MGGL tem propriedades emulsificantes.
Os lipídios polares contribuem pela maior parte dessa capacidade de emulsificação, pois são moléculas com uma cauda hidrofóbica e um grupo principal hidrofílico.
Isolados de MGGL → usados em panificação para melhorar a dispersão da gordura, como aditivos ao chocolate para reduzir a viscosidade e impedir a cristalização, em produtos instantâneos para melhorar a capacidade de hidratação, e como estabilizante em margarinas.
Lipídeos
De acordo com o conteúdo da matéria gorda, o leite UHT classifica-se em:
1. Leite integral → mínimo 3%
2. Leite semi-desnatado ou parcialmente desnatado → 0,6 a 2,9% (m/v)
3. Leite desnatado → máximo de 0,5% (m/v)
Lipídeos
De acordo com o conteúdo da matéria gorda, o leite em pó classifica-se em:
1. Leite em pó integral → maior ou igual a 26%
2. Leite em pó parcialmente desnatado → 1,5 a 25,9%
3. Leite desnatado → máximo de 1,5%
Lipídeos
Lipídeos
Gordura do leite é usada sob três formas principais:
1. Homogeneizada → como no leite integral
2. Concentrada → como na nata obtida pela separação centrifuga
3. Isolada → gordura na manteiga obtida por batedura
Homogeneização do leite
Homogeneização impede que os glóbulos de gordura formem uma camada denata
Glóbulos são reduzidos em tamanho de 3-10 µm até menos de 2 µm de diâmetro
Leite homogeneizado é mais branco → ocorre devido ao aumento do número e dadiminuição dos glóbulos de gordura que dispersam a luz com mais eficiência
Desvantagem → glóbulos de gordura são mais susceptíveis à oxidação induzidapor luz e lipólise
Homogeneização do leite
Outro componente lipídico importante → ácido linoleico conjugado (CLA)
CLA é especifico do leite e produtos lácteos
CLA é o nome atribuído a oito isômeros, no entanto, apenas um (cis-9-trans-11-isômero) tem atividade biológica a 0,1 g/100 g de dieta
Centenas de atribuições fisiológicas sendo as principais: atividade anticarcinogênica e redução de gordura corporal
CLA é produzido durante a biohidrogenação de ácido linoleico pelas bactérias do rúmem (Butyrivibrio fibrisolvens)
Lipídeos
Tecnologicamente são os constituintes mais importantes do leite → papel essencial na maioria dos produtos lácteos
30 a 36g/L de proteína total de alta qualidade nutricional (0,9)
Dois grupos de proteínas que podem ser separados por acidificação:
- Caseínas como aquelas que são insolúveis em pH 4,6. Representam 78% do total de N do leite
- Proteínas do soro do leite – solúveis em pH 4,6
Proteínas
Proteínas do soro do leite
Normalmente estão divididas em: albuminas e globulinas
Principais: β-lactoglobulina e α-lactoalbumina (produtos da glândula mamária) e albumina sérica e imunoglobulina (derivadas do sangue)
No passado o soro era descartado como resíduo
Tendência de mercado → viável a concentração ou isolamento das proteínas do soro devido a funcionalidade e apelos nutricionais crescentes
whey protein → ingredientes nutricionais devido ↑ AA sulfurados em comparação as proteínas da soja
Proteínas
Caseínas
80% das proteínas do leite
Quatro famílias de caseínas: αS1, αS2, β e ĸ (38%; 10%; 36%; 12%)
Proteínas
→ 38%
→ 10%
→ 36%
→ 12%
Caseínas
Caseínas são fosforiladas em diferentes níveis (1-13 mol P/mol proteína)
Caseínas + fosfato de cálcio → complexo esférico denominado micelas de caseínas.
Micelas de caseína → 3 a 300 nm de diâmetro com cerca de 10000 moléculas de caseína
Caseínas αS1, αS2 e β → parte central da micela
Caseína κ → distribui em parte no corpo da micela e em parte na superfície
Proteínas
Caseínas
Micela → proteínas hidrofóbicas no interior e hidrofílicas na superfície → característicaanfifílica
Micelas de caseína são altamente hidratadas → 4,4 mL de água/g de caseína
Peso molecular da ordem de 2,5 x 108 daltons
Formadas de 93% (p/p) de caseínas em que αs1, αs2, β e κ estão nas proporções 3:1:3:1
7% → cálcio inorgânico (2,87%), fosfato (2,89%), citrato (0,4%) e pequenas quantidadesde magnésio, sódio e potássio
(SCHMIDT, 1980; ROLLEMA, 1992).
Proteínas
Caseínas
Elaboração de queijos → formação do coágulo ocorre pela aglomeração das micelas de caseína
Queijos retém boa parte da proteína do leite
Características das micelas determinam o comportamento e estabilidade do leite e seus produtos durante o processamento e armazenamento
Proteínas
Imunoglobulinas
IgG1, IgG2, IgA e IgM
Altas concentrações de Ig no colostro
Baixíssimas concentrações no leite
Parte da imunidade passiva transportada para o neonato via colostro em muitas espécies, como bovinos, suínos, equinos, mas não em humanos
Fazem parte do sistema imune mamário
Colostro Leite colostral, produzido nos primeiros poucos dias após o parto
Difere marcantemente do leite em decorrência de um maior conteúdo de proteína, principalmente imunoglobulinas (anticorpos).
Leite de vaca contém ~ 4% de proteína, dos quais 80% corresponde à caseína, enquanto o colostro tem até 20% de proteína devido às imunoglobulinas.
O colostro apresenta 50-100 vezes mais β-caroteno (precursor de vitamina A) que o leite e ainda concentrações maiores de riboflavina, niacina e outras vitaminas. A composição do colostro faz com que ele tenha uma aparência amarela-alaranjada, e acredita-se que tal composição contribua para aumentar as chances de sobrevivência do recém-nascido.
Vitaminas e minerais
Nutriente Quantidade (100 g) % RDA (250 mL)
Vitamina A 31 RE 8,9
Vitamina C 0,94 mg 4,2
Tiamina 0,038 mg 8,2
Riboflavina 0,162 mg 30,0
Niacina 0,85 NE 13,9
Vitamina B6 0,042 mg 6,5
Folacina 5 µg 6,4
Vitamina B12 0,357 µg 46,1
Cálcio 119 mg 32,0
Fósforo 93 mg 25,0
Magnésio 13 mg 10,2
Ferro 0,05 mg 0,9
Zinco 0,38 mg 6,5
pH
O pH do leite normal 6,5 e 6,7
Valores acima 6,7 indica infecções no úbere (mastite)
Valores abaixo indicam presença de colostro ou atividade microbiana
(formação de ácido lático a partir da lactose)
Densidade
De um modo geral a densidade do leite situa-se entre 1,027 e 1,035, sendo
considerada como valor médio 1,032
Propriedades físicas
Índice crioscópico
Temperatura na qual o leite congela, devido às substancias em soluçãoverdadeira (lactose e sais minerais) e está ao redor de -0,54 oC.
Ponto de ebulição
Ao nível do mar, a temperatura de ebulição é de 100,17oC.
Depende das substâncias em solução verdadeira.
Propriedades físicas
Leite de búfalo (Bubalus bubalis)
2º mais produzido
11% da produção total global de leite
Maiores produtores: Índia (60%) e Paquistão (30%)
2 x mais lipídeos que leite bovino → ↑ densidade energética
↑ lipídeos é interessante para o processamento
1 kg manteiga → 10 kg leite de búfalo
→ 14 kg de leite bovino
Menard et al., 2010
Leite de cabra (Capra hircus) 2,4 % da produção total global em 2010
Maiores produtores → Índia (30%), Bangladesh (17%) e Sudão (11%)
≠ do leite de vaca → conteúdo de lactose ↑ com a suplementação da dieta dos animais com óleos vegetais (Raynal-Ljutovac et al., 2008).
Ácidos Graxos Saturados → composição semelhante ao leite bovino.
Diferença → Leite de Cabra 2 x mais AGCC e média (6-10 C).
Por isso: C 6:0 → capróico
C 8:0 → caprílico
C 10:0 → cáprico
Leite de cabra (Capra hircus) Glóbulos de gordura do leite de cabra são menores que leite bovino → facilita digestão
Estudos demonstram um ↓ potencial alergênico quando comparado ao leite bovino
CAUTELA → Estudos mostram que o leite de cabra não deve ser usado por crianças com alergia ao leite de vaca mediada pela Ig-E pois em alguns casos conduz a choque anafilático com risco de vida
Leitura complementar recomendada
Capítulo 15 do livro Química de Alimentos de Fennema
Disponível na biblioteca ESALQ
15 – Características do Leite (Página 689)
Página 693 – Artigos de revisão sobre as proteínas e lipídeos do leite